Nghiên cứu đề xuất giải pháp khả thi phòng, chống hiện tượng bùng phát vi tảo trong đầm nuôi tôm sú thâm canh

BỘ NÔNG NGHỆP
VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

VIỆN KHOA HỌC VÀ
CÔNG NGHỆ VIỆT NAM


CHƯƠNG TRÌNH PHÁT TRIỂN VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC
TRONG LĨNH VỰC THỦY SẢN ĐẾN NĂM 2020


BÁO CÁO TỔNG HỢP
KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

ĐÁNH GIÁ NHANH SỰ HIỆN DIỆN CỦA VI TẢO
LAM ĐỘC BẰNG KỸ THUẬT SINH HỌC PHÂN TỬ VÀ
NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KHẢ THI PHÒNG,
CHỐNG HIỆN TƯỢNG BÙNG PHÁT VI TẢO
TRONG ĐẦM NUÔI TÔM SÚ THÂM CANH




Cơ quan chủ trì đề tài:
Viện Công nghệ môi trường - Viện KH & CN VN
Chủ nhiệm đề tài/dự án:
ThS. Nguyễn Sỹ Nguyên

9148

Hà N
ộ
i
–
2011
BẢNG CÁC CHỮ VIÊT TẮT

AS Ánh sáng
BL Bạc Liêu
BOD Biochemical Oxygen Demand
CĐÁS Cường Độ Ánh Sáng
Chl.a Chlorophyll a
COD Chemical Oxygen Demand
DO Dissolved Oxygen
DON Dissolved Organic Nitrogen
DOP Dissolved Organic Phosphorus
DIN Dissolved Inorganic Nitrogen
DIP Dissolved Inorganic Phosphorus
ĐBSCL Đồng Bằng Sông Cửu Long
ĐM Độ mặn
FCR Food Conversion Ratio
HPLC High-Performance Liquid Chromatography
MCs Microcystin
NT Nghiệm thức

PCR Polymerase Chain Reaction
PP Particular Phosphorus
PPI Protein Phosphatase Inhibitor
ST Sóc Trăng
TC Tiêu Chuẩn
TCVN Tiêu Chuẩn Việt Nam
TOC Total Organic Carbon
T-N Total Nitrogen
T-P Total Phosphorus
TVPD Thực Vật Phù Du
VK Vi Khuẩn
VKL Vi Khuẩn Lam
VSV Vi Sinh Vật



DANH MỤC BẢNG

Trang
Bảng 1.1. Ảnh hưởng một số loài tảo trong nuôi trồng thuỷ sản … 11
Bảng 1.2. Độc tố VKL và các sinh vật tạo ra nó ………………… 14
Bảng 2.1. Mồi, thành phần và điều kiện phản ứng PCR ………… 41
Bảng 3.1.5.1. Thành phần TVPD trong các ao nuôi tôm tại Bạc Liêu … 98
Bảng 3.1.5.2. Thành phần TVPD trong các ao nuôi tôm tại Sóc Trăng 103
Bảng 3.2.1.
So sánh thời gian thực hiện của 2 qui trình đánh giá sự
xuất hiện của VKL độc tiềm tàng trong đi
ều kiện phòng
thí nghiệm ………………………………………
127

Bảng 3.3.1.
Mối tương quan Pearson giữa các yếu tố môi trường năm
2008 …………………………………………………… 150
Bảng 3.3.2.
Mối tương quan Pearson giữa các yếu tố môi trường năm
2009 ……………………………………………………
153
Bảng 3.4.2.1 Điều kiện tự nhiên ao nuôi thâm canh tôm sú 177
Bảng 3.4.2.2
Một số hiện tượng bệnh thường gặp của tôm nuôi,
nguyên nhân và cách xử lý
181
Bảng 3.4.2.3
Mức độ cảnh báo và hành động đáp ứng 183



DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 1.1. Cấu trúc gen mã hoá độc tố microcystin …………………… 15
Hình 1.2.
Ba phương thức sinh trưởng khác nhau của phytoplankton
và tỷ lệ N:P tế bào …………………………………………
29
Hình 2.1. Các ao nuôi tôm tại Bạc Liêu và Sóc Trăng ……………… 34
Hình 2.2. Quy trình phân lập vi tảo trong phòng thí nghiệm …………. 39
Hình 3.1.2.1 Biến động nhiệt độ tại các ao nuôi tôm năm 2008 …………. 50
Hình 3.1.2.2. Biến động nhiệt độ tại các ao nuôi tôm năm 2009 …………. 51
Hình 3.1.2.3. Biến động pH tại các ao nuôi tôm năm 2008 ………………. 52
Hình 3.1.2.4. Biến động pH tại các ao nuôi tôm năm 2009 ………………. 53

Hình 3.1.2.5. Biến động độ mặn trong các ao nuôi tôm năm 2008 ………. 54
Hình 3.1.2.6. Biến
động độ mặn trong các ao nuôi tôm năm 2009 ………. 55
Hình 3.1.2.7. Biến động CĐAS trong các ao nuôi tôm năm 2008 ……… 56
Hình 3.1.2.8. Biến động CĐAS trong các ao nuôi tôm năm 2009 ……… 56
Hình 3.1.2.9.
Biến động hàm lượng oxy hòa tan trong các ao nuôi tôm
năm 2008 …………………………………………………… 57
Hình 3.1.2.10.
Biến động hàm lượng oxy hòa tan trong các ao nuôi tôm
năm 2009 ……………………………………………………
58
Hình 3.1.2.11. Biến động độ kiềm trong các ao nuôi tôm năm 2008 ……… 59
Hình 3.1.2.12. Biến động độ kiềm trong các ao nuôi tôm năm 2009 ……… 60
Hình 3.1.2.13.
Biến động hàm lượng Chlorophyll a trong các ao nuôi tôm
năm 2008 …………………………………………………… 61
Hình 3.1.2.14.
Biến động hàm lượng Chlorophyll a trong các ao nuôi tôm
năm 2009 …………………………………………………… 62
Hình 3.1.2.15.
Biến động hàm lượng Fe t
ổng trong các ao nuôi tôm năm
2008 ………………………………………………………
64
Hình 3.1.2.16.
Biến động hàm lượng Fe tổng trong các ao nuôi tôm năm
2009 ………………………………………………………
64
Hình 3.1.2.17.

Biến động hàm lượng Silicat trong các ao nuôi tôm năm
2008 ……………………………………………………… 65
Hình 3.1.2.18.
Biến động hàm lượng Silicat trong các ao nuôi tôm năm
2009 ………………………………………………………
66
Hình 3.1.2.19.
Biến động hàm lượng COD trong các ao nuôi tôm năm
2008 ………………………………………………………
67
Hình 3.1.2.20.
Biến động hàm lượng COD trong các ao nuôi tôm năm
2009 ……………………………………………………… 67
Hình 3.1.2.21.
Biến động hàm lượng BOD trong các ao nuôi tôm năm
2008 ……………………………………………………… 68
Hình 3.1.2.22.
Biến động hàm lượng BOD trong các ao nuôi tôm năm
2009 ………………………………………………………
69
Hình 3.1.2.23. Biến động hàm lượng DIN trong các ao nuôi tôm năm 2008 70
Hình 3.1.2.24. Biến động hàm lượng DIN trong các ao nuôi tôm năm 2009 70
Hình 3.1.2.25.
Biến động hàm lượng DON trong các ao nuôi tôm năm
2008 ……………………………………………………… 72
Hình 3.1.2.26.
Biến động hàm lượng DON trong các ao nuôi tôm năm
2009 ………………………………………………………
73
Hình 3.1.2.27. Biến động hàm lượng PON trong các ao nuôi tôm năm 2008 74

Hình 3.1.2.28. Biến động hàm lượng PON trong các ao nuôi tôm năm 2009 75
Hình 3.1.2.29. Biến động hàm lượng DIP trong các ao nuôi tôm năm 2008 76
Hình 3.1.2.30. Biến động hàm lượng DIP trong các ao nuôi tôm năm 2009 76
Hình 3.1.2.31. Biến động hàm lượng DOP trong các ao nuôi tôm năm 2008 77
Hình 3.1.2.32. Biến
động hàm lượng DOP trong các ao nuôi tôm năm 2009 78
Hình 3.1.2.33. Biến động hàm lượng PP trong các ao nuôi tôm năm 2008 79
Hình 3.1.2.34. Biến động hàm lượng PP trong các ao nuôi tôm năm 2009 79
Hình 3.1.2.35. Biến động độ đục trong các ao nuôi tôm năm 2008 ……… 80
Hình 3.1.2.36 Biến động độ đục trong các ao nuôi tôm năm 2009 ……… 81
Hình 3.1.3.1. Biến động độ ẩm trong trầm tích các ao nuôi tôm năm 2008 82
Hình 3.1.3.2. Biến động độ ẩm trong trầm tích các ao nuôi tôm năm 2009 83
Hình 3.1.3.3.
Biến động hàm lượng T-N trong trầm tích các ao nuôi tôm
năm 2008 ……………………………………………………
83
Hình 3.1.3.4
Biến động hàm lượng T-P trong trầm tích các ao nuôi tôm
năm 2008 ……………………………………………………
84
Hình 3.1.3.5.
Biến động hàm lượng T-N trong trầm tích các ao nuôi tôm
năm 2009 ……………………………………………………
85
Hình 3.1.3.6.
Biến động hàm lượng T-P trong trầm tích các ao nuôi tôm
năm 2009 …………………………………………………… 86
Hình 3.1.3.7.
Biến động hàm lượng TOC trong trầm tích các ao nuôi tôm
năm 2008 ……………………………………………………

87
Hình 3.1.3.8.
Biến động hàm lượng TOC trong trầm tích các ao nuôi tôm
năm 2009 ……………………………………………………
87
Hình 3.1.3.9.
Biến động hàm lượng sắt tổng trong trầm tích các ao nuôi
tôm năm 2008 ………………………………………… 88
Hình 3.1.3.10.
Biến động hàm lượng sắt tổng trong trầm tích các ao nuôi
tôm năm 2009 ……………………………………………… 88
Hình 3.1.3.11.
Biến động hàm lượng silicat trong trầm tích các ao nuôi tôm
n
ăm 2008 ……………………………………………………
89
Hình 3.1.3.12 Biến động hàm lượng silicat trong trầm tích các ao nuôi tôm
năm 2009 …………………………………………………… 90
Hình 3.1.3.13.
Biến động hàm lượng H
2
S trong trầm tích các ao nuôi tôm
năm 2008 ……………………………………………………
91
Hình 3.1.3.14
Biến động hàm lượng H
2
S trong trầm tích các ao nuôi tôm
năm 2009 ……………………………………………………
92

Hình 3.1.4.1.
Biến động tổng số VK hiếu khí trong nước ao nuôi tôm năm
2008 và 2009 …………………… ………………………… 93
Hình 3.1.4.2.
Biến động Vibrio tổng số trong nước ao nuôi tôm năm 2008
và 2009 ………………………… ……………………… 93
Hình 3.1.4.3.
Biến động tổng số VK kỵ khí sinh H
2
S trong nước ao nuôi
tôm năm 2008 và 2009…………. …………………………
94
Hình 3.1.4.4.
Biến động tổng số VK hiếu khí trong trầm tích ao nuôi tôm
năm 2008 và 2009 ……………… ………………………
96
Hình 3.1.4.5.
Biến động Vibrio tổng số trong trầm tích ao nuôi tôm năm
2008 và 2009. ……………………………………………… 96
Hình 3.1.4.6.
Biến động tổng số VK kỵ khí sinh H
2
S trong trầm tích ao
nuôi tôm năm 2008 và 2009 ………………………………
97
Hình 3.1.5.1.
Biến động thành phần loài hiện diện tại các ao nuôi tôm ở
Sóc Trăng trong vụ tôm năm 2008 và 2009 ………………
107
Hình 3.1.5.2.

Biến động thành phần loài hiện diện tại các ao nuôi tôm ở
Bạc Liêu trong vụ tôm năm 2008 và 2009 …………………. 107
Hình 3.1.5.3.
Số loài TVPD quan trắc được trong các ao nuôi tôm tại Sóc
Trăng và Bạc Liêu ………………………………………… 108
Hình 3.1.5.4. Tỉ lệ thành phần TVPD trong các ao nuôi tôm tại ST và BL 108
Hình 3.1.5.5. Mật độ TVPD trong các ao nuôi tôm tại BL năm 2008 ……. 110
Hình 3.1.5.6. Mật độ TVPD trong các ao nuôi tôm tại BL năm 2009 ……. 110
Hình 3.1.5.7. Mật độ TVPD trong các ao nuôi tôm tại ST năm 2008 ……. 111
Hình 3.1.5.8. Mật độ TVPD trong các ao nuôi tôm tại ST năm 2009 ……. 112
Hình 3.1.5.9.
Mật độ TVPD trung bình trong các ao tôm tại ST và BL
2008 – 2009 ………………………………………………
113
Hình 3.1.5.10 Tỉ lệ mật độ tế bào đối với các ngành TVPD 2008 -2009 …. 113
Hình 3.2.1.
Một số chủng vi tảo phân lập được từ các đầm ao nuôi tôm
tại ST và BL ………………………………………………
119
Hình 3.2.2.
So sánh trình tự của các mẫu nghiên cứu với các trình tự
trong ngân hàng gen 125
Hình 3.2.3.
Hệ số tương quan của gen mcyA trong các mẫu nghiên cứu
với một số trình tự đã được công bố trong ngân hàng gen
126
Hình 3.2.4.
So sánh mô hình đánh giá nhanh sự có mặt của vi tảo lam
độc trong điều kiện phòng thí nghiệm ……………………
127

Hình 3.3.1. Đường cong sinh trưởng của chủng G.cf.lemmermannii
trong các môi trường khác nhau …………………………… 129
Hình 3.3.2.
Đường cong sinh trưởng của chủng O.cf.limosa trong các
môi trường khác nhau ………………………………………
129
Hình 3.3.3.
Nghiên cứu thử nghiệm các môi trường sinh trưởng trong
điều kiện phòng thí nghiệm ………………………………
130
Hình 3.3.4.
Đồ thị mối liên hệ giữa mật độ tế bào và mật độ quang của
chủng VKL Geitlerinema cf. lemmermanii và O. cf.limosa . 131
Hình 3.3.5.
Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng lên hàm lượng Chl. a
của VKL G. cf. lemmermanii …………………………… 132
Hình 3.3.6.
Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng lên hàm lượ
ng Chl.a của
VKL Oscillatoria sp1 …………………………………
133
Hình 3.3.7.
Ảnh hưởng của pH lên hàm lượng Chl. a của VKL G. cf.
lemmermanii ………………………………………………
134
Hình 3.3.8.
Ảnh hưởng của pH lên hàm lượng Chl.a của VKL
Oscillatoria sp1 ………………………………………… 135
Hình 3.3.9.
Ảnh hưởng của nhiệt độ lên hàm lượng Chl. a của VKL G.

cf. lemmermanii …………………………………………
136
Hình 3.3.10.
Ảnh hưởng của nhiệt độ lên hàm lượng Chl.a của VKL
Oscillatoria sp1 …………………………………………
137
Hình 3.3.11.
Ảnh hưởng của nồng độ P lên sinh trưởng của VKL G. cf.
lemmermanii ……………………………………………… 138
Hình 3.3.12.
Ảnh hưởng c
ủa nồng độ P lên sinh trưởng của VKL
O.cf.limosa …………………………………………………. 139
Hình 3.3.13.
Ảnh hưởng của tỉ lệ N/P lên sinh trưởng của chủng VKL
G.cf. lemmermanii ………………………………………….
141
Hình 3.3.14.
Ảnh hưởng của tỉ lệ N/P lên sinh trưởng của chủng VKL
O.cf. limosa …………………………………………………
142
Hình 3.3.15
Ảnh hưởng của nồng độ Fe lên sự sinh trưởng của chủng
VKL Geitlerinema cf. lemmermanii ……………………… 143
Hình 3.3.16
Ảnh hưởng của tỉ lệ P/Fe lên sự sinh trưởng của chủng VKL
Geitlerinema cf. lemmermanii …………………………
144
Hình 3.3.17.
Ảnh hưởng c

ủa tỉ lệ N/Fe lên sự sinh trưởng của chủng
VKL Geitlerinema cf. lemmermanii ………………………
145
Hình 3.3.18
Phân tích hợp phần chính dựa trên các thông số thủy lý,
thủy hóa trong ao nuôi tôm năm 2008 …………………… 148
. Hình 3.3.19
Mối quan hệ giữa các yếu tố môi trường trong ao nuôi năm
2008 ………………………………………………………
151
Hình 3.3.20
Phân tích hợp phần chính dựa trên các thông số thủy lý,
thủy hóa trong ao nuôi tôm năm 2009 ……………………
152
Hình 3.3.21.
Mối quan hệ giữa các yếu tố môi trường trong ao nuôi tôm
năm 2009 ……………………………………………………

154
Hình 3.3.22.
Hàm lượng PO
4
3-
trong trầm tích các ao nuôi tôm thâm canh
tại Sóc Trăng và Bạc Liêu ………………………………….
155
Hình 3.3.23.
Mối liên hệ giữa hàm lượng Chl.a và tỷ lệ DIN/DIP trong
các ao nuôi năm 2008 ……………………………………… 156
Hình 3.3.24

Mối quan hệ giữa các yếu tố môi trường trong ao nuôi (giới
hạn lại một số yếu tố có tương quan với Chl.a) …………….
157
Hình 3.3.25.
Mối liên hệ giữa hàm lượng Chl.a và tỷ lệ DIN/DIP trong
các ao nuôi năm 2009 ………………………………………
158
Hình 3.4.1.
Khống chế bùng phát vi tảo Geitlerinema cf. lemmermannii
thông qua điều chỉnh các yếu tố pH, ánh sáng và
độ mặn ….
161
Hình 3.4.2.
Khống chế bùng phát VKL Geitlerinema cf. lemmermanii
bằng hóa chất diệt tảo Alga-stop ở mô phòng thí nghiệm …. 162
Hình 3.4.3.
Khống chế bùng phát VKL Geitlerinema cf. lemmermanii
bằng polymer sinh học ở qui mô phòng thí nghiệm ………
163
Hình 3.4.4
Khống chế bùng phát vi tảo Geitlerinema cf. lemmermanii
thông qua điều chỉnh yếu tố ánh sáng ở qui mô pilốt ………
164
Hình 3.4.5.
Dao động giá trị pH của thí nghiệm khống chế bùng phát vi
tảo Geitlerinema cf. lemmermanii thông qua điều chỉnh yếu
tố ánh sáng ở
qui mô pilốt …………………………………. 165
Hình 3.4.6.
Dao động giá trị nhiệt độ của thí nghiệm khống chế bùng

phát vi tảo Geitlerinema cf. lemmermanii thông qua điều
chỉnh yếu tố ánh sáng ở qui mô pilốt ………………………. 165
Hình 3.4.7.
Khống chế bùng phát VKL Geitlerinema cf. lemmermanii
bằng chất diệt tảo Alga-Stop ở qui mô pilot ……………… 166
Hình 3.4.8.
Khống chế bùng phát VKL Geitlerinema cf. lemmermanii
bằng polymer sinh học ở qui mô pilot ……………………
167
Hình 3.4.9.
Ảnh hưởng của tỉ lệ dinh dưỡng P/Fe, N/Fe, N/P lên tăng
trưởng của VKL Geitlerinema cf. lemmermanii ở qui mô
pilot ………………………………………………………… 168


MỤC LỤC

Trang
MỞ ĐẦU ……………………………………………………………… 1
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIẸU …………………………………. 5
1.1. Thực trạng ô nhiễm môi trường nuôi tôm thâm canh …… 5
1.2.
Sinh trưởng của các loài tảo độc, hại và ảnh hưởng của
chúng tới năng suất, chất lượng thuỷ sản ………………… 9
1.3.
Áp dụng kĩ thuật sinh học phân tử trong nghiên cứu giám
sát và đánh giá nhanh hiện diện của vi tảo độc ……………. 12
1.3.1. Vi khuẩn lam độc và độc tố ……………………………… 13
1.3.2.
Vai trò của gen mã hoá độc tố microctystin trong việc phát

hiện vi khuẩn lam gây độc thuộc chi Microcystis bằng kỹ
thuật sinh học phân tử ……………………………………
17
1.4.
Mối quan hệ giữa sinh trưởng của vi tảo và các tác nhân
môi trường …………………………………………………. 22
1.4.1. Các yếu tố lý – hóa ………………………………………… 22
1.4.1.1. Ánh sáng …………………………………………………… 22
1.4.1.2. Nhiệt độ ……………………………………………………. 23
1.4.1.3. Thông số pH ……………………………………………… 24
1.4.1.4. Độ kiềm ……………………………………………………. 25
1.4.1.5. Độ muối …………………………………………………… 25
1.4.2. Các yếu tố dinh dưỡng …………………………………… 26
1.4.2.1. Các yếu tố dinh dưỡng đa lượng ………………………… 26
1.4.2.2. Các nguyên tố vi lượng ……………………………………. 30
1.4.2.3 Những yếu tố khác 30
1.5.
Các phương pháp phòng chống hiện tượng sinh trưởng
bùng phát của vi tảo ………………………………………
31
Chương II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ……. 34
2.1. Địa điểm và thời gian khảo sát …………………………… 34
2.1.1. Địa điểm khảo sát và thu mẫu …………………………… 34
2.1.2. Thời gian khảo sát và thu mẫu …………………………… 35
2.2. Các phương pháp thu mẫu …………………………………. 35
2.2.1. Mẫu nước ………………………………………………… 35
2.2.2. Mẫu bùn ……………………………………………………. 35
2.2.3. Mẫu thực vật phù du …………………………………… 35
2.3. Các phương pháp phân tích ……………………………… 36
2.3.1. Chất lượng nước và bùn …………………………………… 36

2.3.2. Phương pháp định tính và định lượng TVPD ……………… 38
2.3.3. Phương pháp phân lập và nuôi cấy vi tảo …………………. 38
2.3.3.1. Phương pháp phân lập …………………………………… 38
2.3.3.1. Phương pháp nuôi c
ấy 40
2.3.4. Phương pháp sinh học phân tử …………………………… 40
2.3.4.1. Tách chiết và làm sạch ADN ……………………………… 40
2.3.4.2. Phương pháp nhân gen bằng phản ứng PCR ……………… 41
2.3.4.3. Phương pháp điện di trên gel agarose …………………… 42
2.3.4.4. Phương pháp cloning và giải trình tự ……………………… 42
2.3.4.5. Phân tích trình tự 42
2.3.5. Đánh giá độc tính và độc tố ……………………………… 42
2.3.5.1. Phương pháp chiết độc tố …………………………………. 43
2.3.5.2. Phương pháp thử độc tính sinh học trên Artemia salina…… 43
2.3.5.3. Phương pháp PPI 43
2.3.5.4. Phương pháp phân tích độc tố bằng HPLC ……………… 43
2.3.6. Các phương pháp thử nghiệm tăng trưở
ng của tảo ……… 44
2.3.6.1. Thử nghiệm môi trường nuôi, ánh sáng, pH và nhiệt độ … 44
2.3.6.2. Các phương pháp thử nghiệm dinh dưỡng ………………… 45
2.3.7.
Các phương pháp thử nghiệm hạn chế sinh trưởng của vi
tảo ở qui mô PTN và qui mô pilot ………………………… 46
2.3.7.1. Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm ………………………. 46
2.3.7.2. Thử nghiệm qui mô pilot ………………………………… 47
2.4.
Phương pháp điều tra hiện trạng KTXH nông hộ và kỹ thuật
nuôi tôm thâm canh ………………………………………
47
2.5. Phương pháp xử lý số liệu …………………………………. 48

Chương III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ………… 49
3.1. Hiện trạ
ng môi trường ao nuôi tôm sú tại các địa điểm
nghiên cứu …………………………………………………. 49
3.1.1. Hiện trạng KTXH nông hộ và kỹ thuật nuôi tôm thâm canh 49
3.1.2. Môi trường nước ao nuôi tôm …………………………… 50
3.1.2.1 Nhiệt độ ……………………………………………………. 50
3.1.2.2. Giá trị pH ………………………………………………… 51
3.1.2.3. Độ mặn …………………………………………………… 53
3.1.2.4. Cường độ ánh sáng ………………………………………… 55
3.1.2.5. Hàm lượng oxy hòa tan ……………………………………. 57
3.1.2.6. Độ kiềm ……………………………………………………. 59
3.1.2.7. Hàm lượng chlorophyll-a ………………………………… 61
3.1.2.8. Hàm lượng Fe tổng ………………………………………… 63
3.1.2.9. Hàm lượng silicat ………………………………………… 65
3.1.2.10. Hàm lượng COD ………………………………………… 66
3.1.2.11. Hàm lượng BOD ………………………………………… 68
3.1.2.12. Hàm lượng DIN ………………………………………… 70
3.1.2.13. Hàm lượng DON ………………………………………… 71
3.1.2.14. Hàm lượng PON ………………………………………… 73
3.1.2.15. Hàm lượng DIP ………………………………………… 75
3.1.2.16. Hàm lượng DOP ………………………………………… 76
3.1.2.17. Hàm lượng PP ………………………………………… 78
3.1.2.18. Độ đục ………………………………………… 80
3.1.3. Môi trường trầm tích ao nuôi tôm …………………………. 81
3.1.3.1. Độ ẩm ………………………………………… 81
3.1.3.2. Tổng N và P ………………………………………… 83
3.1.3.3. Hàm lượng TOC ………………………………………… 86
3.1.3.4. Hàm lượng sắt tổng ………………………………………… 88
3.1.3.5. Hàm lượng Silicat …………………………………………. 89

3.1.3.6. Hàm lượng H
2
S ……………………………………………. 91
3.1.4. Vi khuẩn trong ao nuôi tôm 92
3.1.4.1. Vi khuẩn trong nước nuôi 92
3.1.4.2. Vi khuẩn trong trầm tích 95
3.1.5. Thành phần và mật độ TVPD trong các ao nuôi tôm tại Bạc
Liêu và Sóc Trăng 98
3.1.5.1. Thành phần TVPD trong các ao nuôi tôm tại Bạc Liêu và
Sóc Trăng 98
3.1.5.2. Mật độ TVPD trong các ao nuôi tôm tại Bạc Liêu và Sóc
Trăng
109
3.2. Nghiên cứu áp dụng
phương pháp sinh học phân tử đánh
giá nhanh sự hiện diện các loài vi tảo lam độc gây hại trong
đầm nuôi tôm thâm canh 117
3.2.1. Phân lập và nuôi cấy một số chủng VKL trong đầm nuôi
tôm 117
3.2.2. Phát hiện gen mã hóa độc tố trong các mẫu VKL phân lập 120
3.2.3. Kiểm nghiệm qui trình 121
3.2.3.1. Nghiên cứu độc tính và độc tố của một số mẫu VKL 122
3.2.3.2. Nghiên cứu phân đoạn gen mcyA mã hóa độc tố MCs ở một
số chủng VKL 124
3.3. Nghiên cứu mối quan hệ Môi trường - Sinh trưởng của vi
tảo, xác định các yếu tố môi trường then chốt kiểm soát vi
tảo 128
3.3.1. Nghiên cứu sự sinh trưởng tảo lam trên các môi trường nuôi
cấy
128

3.3.2. Nghiên cứu mối tương quan giữa mật
độ tế bào và mật độ
quang trong sinh trưởng của tảo lam 130
3.3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của cường độ ánh sáng lên sinh
trưởng của tảo lam 132
3.3.3.1. Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng lên sinh trưởng của
chủng VKL Geitlerinema cf. lemmermanii 132
3.3.3.2. Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng lên sinh trưởng của
chủng VKL Oscillatoria sp1 133
3.3.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của pH lên sinh trưởng của VKL 134
3.3.4.1. Ảnh hưởng của pH lên sinh trưởng c
ủa chủng VKL
Geitlerinema cf. lemmermanii
134
3.3.4.2. Ảnh hưởng của pH lên sinh trưởng của chủng VKL
Oscillatoria sp1
135
3.3.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lên sinh trưởng của
VKL 136
3.3.5.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sinh trưởng của chủng VKL
Geitlerinema cf. lemmermanii 136
3.3.5.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sinh trưởng của chủng VKL
Oscillatoria sp1
137
3.3.6. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ P lên sinh tr
ưởng của
VKL 137
3.3.6.1. Ảnh hưởng của nồng độ P lên sinh trưởng của chủng VKL
Geitlerinema cf. lemmermanii 137
3.3.6.2. Ảnh hưởng của nồng độ P lên sinh trưởng của chủng VKL

Oscillatoria limosa 139
3.3.7. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ N/P lên sự sinh trưởng của
VKL 140
3.3.7.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ N/P lên sinh trưởng của VKL
Geitlerinema cf. lemmermanii 140
3.3.7.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ N/P lên sinh trưởng của VKL
Oscillatoria cf. limosa
141
3.3.8. Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng Fe lên sự sinh
trưởng của chủng VKL Geitlerinema cf. lemmermanii 142
3.3.9. Nghiên cứ
u ảnh hưởng của tỉ lệ P/Fe lên sự sinh trưởng và
phát triển của chủng VKL Geitlerinema cf. lemmermanii 144
3.3.10. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ N/Fe lên sự sinh trưởng của
chủng VKL Geitlerinema cf. lemmermanii
145
3.3.11. Mối quan hệ giữa các yếu tố môi trường và sinh trưởng của
vi tảo trong các ao nuôi tôm nghiên cứu 146
3.3.11.1. Mối quan hệ giữa các yếu tố môi trường và sinh trưởng của
vi tảo trong năm 2008
147
3.3.11.2. Mối quan hệ giữa các y
ếu tố môi trường và sinh trưởng của
vi tảo trong năm 2009 151
3.4. Nghiên cứu đề xuất giải pháp khả thi phòng, chống hiện
tượng bùng phát vi tảo trong đầm nuôi tôm thâm canh 160
3.4.1. Nghiên cứu thực nghiệm khống chế bùng phát VKL
Geitlerinema cf. lemmermanii trong phòng thí nghiệm và
qui mô pilot 160
3.4.1.1. Khống chế bùng phát VKL Geitlerinema cf. lemmermanii

trong điều kiện phòng thí nghiệm
160
A Khống chế bùng phát bằng pH, ánh sáng và độ mặn 160
B Khống chế bùng phát bằng chất diệt tảo và polymer sinh
học
161
3.4.1.2. Khống chế bùng phát VKL Geitlerinema cf. lemmermanii ở
qui mô pilốt 163
A Khống chế bùng phát VKL Geitlerinema cf. lemmermanii
bằng cường độ ánh sáng 163
B Khống chế bùng phát VKL Geitlerinema cf. lemmermanii
bằng chế phẩm diệt tảo và polymer sinh học ở qui mô pilot 166
C Khống chế bùng phát VKL Geitlerinema cf. lemmermanii
bằng cách điều chỉnh tỉ lệ dinh dưỡng P/Fe, N/Fe, N/P ở qui
mô pilot 167
3.4.2. Nghiên cứu đề xuất giải pháp khả thi phòng và chống bùng
phát vi tảo trong đầm nuôi tôm thâm canh 169
3.4.2.1. Các giải pháp tổng hợp 170
3.4.2.2. Các giải pháp cụ thể 176
3.4.2.3. Một số giải pháp trong khuôn khổ nghiên c
ứu của Đề tài 184
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 190
TÀI LIỆU THAM KHẢO 193

1

MỞ ðẦU

Hoạt ñộng nuôi trồng thuỷ sản của nước ta thực sự khởi sắc từ những
năm 1990. Năng suất nuôi liên tục tăng từ 347.000 tấn năm 1991 ñến

1150.000 tấn năm 2003. Năm 2008 xuất khẩu thủy sản ñạt trên 4,5 tỷ USD.
Trong ñó, tôm sú và cá tra là hai mặt hàng xuất khẩu chủ lực, riêng xuất khẩu
tôm ñạt giá trị kim ngạch 1,5 tỷ USD. Năm 2009, theo Hiệp hội chế biến và
xuất khẩu thủy sản (VASEP), xuất khẩu tôm ñạt trên 1,67 tỉ USD, tăng 9,4 %
về khối lượng và 3% về giá trị với năm 2008. Theo tổng thư ký VASEP, năm
2010, tôm sú vẫn là sản phẩm xuất khẩu chủ lực, kim ngạch xuất khẩu tôm dự
kiến ñạt 1,4 tỉ USD [8].
Ở nước ta hình thức nuôi tôm sú thâm canh quy mô lớn ở các vùng ven
biển ñang phát triển mạnh. Năm 2006 diện tích nuôi tôm sú ở Việt Nam
khoảng 670,8 nghìn ha chiếm 68,8% tổng diện tích nuôi trồng thủy sản. Trong
nuôi tôm sú thâm canh, ô nhiễm môi trường kèm theo dịch bệnh là trở ngại
lớn nhất , gây thiệt hại lớn cho nền kinh tế, làm giảm diện tích nuôi tôm và
sản lượng tôm xuất khẩu. Năm 2008 diện tích tôm nuôi bị bệnh hoặc chết lên
tới 64 000 ha, chiếm 15% diện tích thả giống. Năm 2009, diện tích nuôi tôm
sú cả nước khoảng 548 000 ha, giảm 66 000 ha so với cùng kỳ năm ngoài [6].
Với sự gia tăng về diện tích nuôi tôm trong những năm gần ñây, ô nhiễm môi
trường có thể có những tác ñộng tới quần xã TVPD vốn rất nhạy cảm với các
ñiều kiện môi trường. Trong quá trình nuôi trồng thuỷ sản, các chất dinh
dưỡng vô cơ và hữu cơ xuất hiện trong vùng nước nuôi do các loại thức ăn dư
thừa, quá trình bón phân, cải tạo, xử lý ao ñầm, là nguồn dinh dưỡng bổ
sung ñáng kể cho thuỷ vực nuôi trồng thuỷ sản dẫn ñên hiện tượng phú dưỡng
[4] và là nguyên nhân làm bùng phát nở hoa của vi tảo. Chính vì vậy, tại các
2

vùng nuôi trồng thuỷ sản, khả năng bùng phát vi tảo, ñặc biệt là VKL ñộc
trong các ao ñầm có thể gây hại tới các ñối tượng nuôi là rất lớn.
Sự phát triển bùng phát của thực vật phù du hay còn gọi “nở hoa của
nước” là một hiện tượng tự nhiên. Trong thủy vực, nở hoa của nước với mật
ñộ tế bào thực vật phù du lên tới hàng triệu tế bào/lít. Khoảng 25% trong số
các loài gây hiện tượng nở hoa có khả năng sản sinh ñộ tố và sự nở hoa của

những loài tảo gây hại ñang là mối ñe doạ gây ảnh hưởng lớn ñến ngành nuôi
trồng thuỷ sản [48]. Sự nở hoa của nhiều loài thực vật phù du thuộc các
ngành/nhóm khác nhau có thể làm cho cá, tôm chết hàng loạt dẫn ñến những
thiệt hại lớn về kinh tế [3]. Phần lớn các VKL gây nở hoa nước có khả năng
sản ra ñộc tố là ñại diện của các chi Microcystis, Anabaena, Oscillatoria,
Aphanizomenon, Nostoc. Thường gặp nhất là chi Microcystis. Nhiều chủng
của chi này sản ra các ñộc tố heptapeptit mạch vòng, thường gọi là
microcystin [22], [80]. Hiện nay, ở Việt Nam chưa có nghiên cứu nào về việc
phát hiện VKL ñộc trong ñầm ao nuôi tôm thâm canh, cũng như các giải pháp
về phòng ngừa và chống sự bùng phát của vi tảo ñộc.
Việc thiếu kinh nghiệm ñể phân biệt sự nở hoa có Microcystis ñộc và
không ñộc mà không cần phải phân lập và kiểm tra ñộc tố ñã gây rất nhiều
khó khăn trong công tác quản lý nguồn nước. Một vài nghiên cứu về hình thái
và phân tử ñã cố gắng giải quyết mối quan hệ không rõ ràng giữa ñộc tính của
Microcystis với cấu trúc quần thể của nó. ðể phát hiện những chủng VKL sản
ra MCs một cách tốt hơn, một số nhà khoa học Australia [57] và các nhà khoa
học Nhật Bản [58] ñã phát triển các mẫu dò di truyền phát hiện trực tiếp gen
mcyA và vùng adenyl hoá trong cụm gen MC synthetase từ ñó có thể nhận
dạng Microcystis gây ñộc. Các mẫu dò phân tử này ñều ñược kiểm tra trên các
mẫu ngoài tự nhiên và mẫu phân lập trong phòng thí nghiệm trước khi ứng
dụng [83]. Phương pháp này ñang ñược sử dụng rộng rãi và ñược coi như một
phương pháp chẩn ñoán ñể cảnh báo sớm sự nở hoa của nước có VKL ñộc, và
3

rất nhạy vì sự khuyếch ñại bằng phương pháp PCR. Cùng với sự gia tăng số
lượng các gen liên quan tới các con ñường sinh tổng hợp ñộc tố VKL khác,
phương pháp phân tử sẽ vẫn ñược phát triển ñể phát hiện những gen này.
Ngoài ra xác ñịnh các yếu tố môi trường có liên quan ñến sự phát triển
bùng phát của vi tảo trong thuỷ vực có ý nghĩa rất quan trọng về mặt khoa học
và thực tiễn nhất là trong nuôi trồng thuỷ sản. Nguyên nhân dẫn ñến sự nở

hoa của nước bao gồm: nồng ñộ các chất dinh dưỡng trong thuỷ vực cao, ñặc
biệt là các muối ña lượng Nitơ và Phốt pho như nồng ñộ amonium nitrogen
cao [19] ; nhiệt ñộ nước ấm; cường ñộ chiếu sáng, pH cao, hàm lượng CO
2

thấp [90]. Nồng ñộ dinh dưỡng trong môi trường và tế bào ảnh hưởng ñến sự
sinh trưởng của vi khuẩn lam nhiều hơn là tỷ lệ N/P. Nở hoa của vi khuẩn lam
thích hợp ở ñiều kiện tỉ số N/P thấp <1 [42], [53], [54], [64]. ðể hạn chế và
giảm thiểu sự phát triển bùng phát của vi tảo trong các ñầm ao nuôi thuỷ sản,
ñã có nhiều nghiên cứu liên quan ñến vấn ñề này. Một trong những phương
pháp hoá học là dùng các chất diệt tảo (chất hóa học hoặc chất có nguồn gốc
thiên nhiên [12]. Ngoài ra, người ta cũng dùng các phương pháp cơ học như
hớt các lớp váng bọt trên bề mặt nước hoặc sử dụng các chất keo tụ ñể tăng
cường thu thập lớp váng. Hiện nay các nhà khoa học ñang nỗ lực kiểm soát
sinh khối tảo bằng phương pháp sinh học thông qua kích thích sự phát triển
của thực vật bậc cao như sử dụng rong biển ñể loại bỏ thừa dinh dưỡng trong
các ñầm, ao nuôi, tiến hành phương pháp nuôi ña ñối tượng [84], [85].
Xuất phát từ thực tế trên, ðề tài “ðánh giá nhanh sự hiện diện của vi
tảo lam ñộc bằng kỹ thuật sinh học phân tử và nghiên cứu ñề xuất giải pháp
khả thi phòng, chống hiện tượng bùng phát vi tảo trong ñầm nuôi tôm sú thâm
canh” ñược thực hiện nhằm góp phần giải quyết các vấn ñề lý luận khoa học
và thực tiễn sản xuất nêu trên.
Việc thực hiện ðề tài nhằm ñạt ñược các mục tiêu dưới ñây:
4

- Có ñược phương pháp sinh học phân tử ñánh giá nhanh các loài vi tảo ñộc
gây hại trong ñầm nuôi tôm thâm canh.
- Xác ñịnh ñược vai trò của các nhân tố môi trường ñối với việc sinh trưởng
bùng phát và khả năng sinh ñộc tố của vi tảo.
- ðề xuất ñược các giải pháp khả thi kiểm soát sinh trưởng bùng phát của vi

tảo, góp phần vào việc nuôi trồng thủy sản bền vững .
Các nội dung chính ðề tài ñã tiến hành gồm :
Nội dung 1: ðánh giá hiện trạng môi trường tại vùng nuôi thủy sản Bạc Liêu
và Sóc Trăng
Nội dụng 2: Sử dụng phương pháp sinh học phân tử ñánh giá nhanh sự hiện
diện các loài vi tảo lam ñộc gây hại trong ñầm nuôi tôm thâm canh.
Nội dung 3: Nghiên cứu mối quan hệ Môi trường - Sinh trưởng của vi tảo,
xác ñịnh các yếu tố môi trường then chốt kiểm soát vi tảo.
Nội dung 4: Nghiên cứu ñề xuất giải pháp khả thi phòng, chống hiện tượng
bùng phát vi tảo trong ñầm nuôi tôm thâm canh.


5

Chương I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Thực trạng ô nhiễm môi trường nuôi tôm thâm canh
Nuôi trồng thủy sản là một khái niệm dùng ñể chỉ tất cả các hình thức
nuôi trồng ñộng, thực vật thủy sinh ở các môi trường nước ngọt, lợ và mặn.
Theo Bộ Nông nghiệp & Phát triển nông thôn, nuôi trồng thuỷ sản
trong 7 tháng ñầu năm 2010, các doanh nghiệp thuỷ sản xuất khẩu ñạt kim
ngạch khoảng 2,45 tỉ USD tăng hơn 11,63% so cùng kì năm 2009. Tuy hàng
thuỷ sản Việt Nam xuất khẩu ñã có mặt ở nhiều nước trên thế giới nhưng cơ
cấu thị trường nhìn chung ñã có thay ñổi qua các năm. Tính ñến hết tháng
6/2010, EU, Nhật Bản và Hoa Kì vẫn là 3 thị trường nhập khẩu thuỷ sản lớn
nhất, 3 thị trường này chiếm 59,35% giá trị xuất khẩu của cả ngành, tỷ lệ này
năm 2005 là 69,7%. Tôm là mặt hàng rất quan trọng ñóng góp cho sự tăng
trưởng của thuỷ sản trong thời gian qua. Năm 2009, khối lượng xuất khẩu ñạt
gần 210 nghìn tấn với kim ngạch trên 1,67 tỉ USD, tăng 9,4% về khối lượng
và 3% về giá trị so với năm 2008 – ñây là mặt hàng thuỷ sản xuất khẩu duy

nhất trong năm 2009. Năm 2009, Việt Nam xuất khẩu tôm vào 82 thị trường,
trong ñó Tôm sú vẫn là mặt hàng chủ lực, chiếm trên 75% giá trị xuất khẩu.
ða số các vùng nuôi tôm tập trung ở miền Nam như Bến Tre, Kiên Giang, Trà
Vinh, Sóc Trăng, Cà Mau, Bạc Liêu… [8].
Nhìn chung, ô nhiễm môi trường ñầm nuôi tôm thâm canh ở các quốc
gia Châu Á như Trung Quốc, Việt Nam, ðài Loan, Thái Lan và Indonesia, …
ñều hình thành trong quá trình nuôi như các chất thải từ thức ăn và các hoá
chất tích tụ ở ñáy ñầm nuôi tạo thành một lớp bùn ô nhiễm. Thành phần lớp
bùn chủ yếu là các chất hữu cơ như prôtêin, lipid, axit béo với công thức
chung CH
3
(CH
2
)nCOOH, photpholipid, Sterol- vitamin D
3
, các hoocmon,
carbohydrate, chất khoáng và vitamin, vỏ tôm lột xác, Lớp bùn này luôn ở
6

trong tình trạng ngập nước, yếm khí, các vi sinh vật yếm khí phát triển mạnh,
phân huỷ các hợp chất trên tạo thành các sản phẩm là hydrosulphua (H
2
S),
Amonia (NH
3
), khí metan (CH
4
), rất có hại cho thuỷ sinh vật, ví dụ nồng ñộ
1,3 ppm của H
2

S có thể gây sốc, tê liệt và thậm chí gây chết tôm. Khí amonia
(NH
3
) cũng ñược sinh ra từ quá trình phân huỷ yếm khí thức ăn tồn dư gây
ñộc trực tiếp cho tôm, làm ảnh hưởng ñến ñộ pH của nước và kìm hãm sự
phát triển của thực vật phù du.
Ô nhiễm môi trường bên ngoài ñầm nuôi ñược sản sinh từ nguồn thức
ăn, phân bón, thuốc thú y thủy sản, trong quá trình chăn nuôi thải ra bên ngoài
ñầm nuôi bao gồm: Các bon hữu cơ (gồm thức ăn, phân bón v.v), Ni tơ ñược
phân huỷ từ các prôtêin, Phốt pho phân huỷ từ các prôtêin. Nồng ñộ các chất
ô nhiễm trên ñược biểu thị bởi một số chỉ tiêu chung như chỉ tiêu nhu cầu ôxy
hoá sinh - BOD, tổng Nitơ và tổng Phôtpho. Ngoài ra, việc sử dụng các chất
kháng khuẩn, chất khử trùng, thuốc gây mê và các chất kích thích… trong các
ñầm nuôi tôm cũng ngày càng gia tăng thêm sự ô nhiễm. Các hoá chất sát
trùng này ñã tiêu diệt phần lớn các vi sinh vật có lợi trong ñầm ao làm cản trở
các quá trình phân huỷ sinh học các loại thức ăn thừa ñồng thời làm gia tăng
các loại vi sinh vật yếm khí ñáy ao gây ô nhiễm nền ñáy và tích luỹ ñộc hại
lâu dài trong nuôi trồng thuỷ sản.
Theo báo cáo của Feng, 1996 vùng nuôi tôm sú thâm canh lớn ở biển
Bohai - Trung Quốc với hàm lượng COD cao hơn gấp 200 lần và photpho cao
hơn 900 lần so với môi trường xung quanh. Các nghiên cứu về COD, photpho
và NH
4
+
-N trong cùng một vùng ở vụ sau lần lượt cao hơn 3,7; 7,8 và 2,4 lần
so với thời gian nuôi tôm vụ trước [32], các chỉ số này chỉ thị một cân bằng
cần thiết trong chu kì vật chất ở môi trường tiếp theo. Nếu hiệu quả tiêu thụ
thức ăn mỗi vụ là 15 ñến 20% và tỉ lệ biến chuyển thức ăn là 2 thì ở Trung
Quốc ñã tạo ra ñược 200 nghìn tấn tôm và thải bỏ từ 320 nghìn tới 340 nghìn
tấn dòng chất thải nuôi trồng ra biển.

7

Ở Thái Lan, các hoạt ñộng nuôi tôm thâm canh ở vùng cửa sông Chao
Phraya ñã tạo ra dòng thải giàu dinh dưỡng, gây ô nhiễm cao tới môi trường
nước bề mặt nếu không ñược xử lý. Các chất thải từ việc nuôi tôm bao gồm
các chất thải rắn (tích tụ trong bùn ao), các hợp chất hữu cơ (thức ăn dư thừa,
phân bón, xác tôm và thực vật phù du bị chết) và các chất chuyển hoá hoà tan
như amôni, ure và carbon dioxit [79]
Các loại thức ăn dư thừa, cặn lắng và ñất ao bị xói mòn dẫn ñến tích luỹ
tại giữa ao bởi hoạt ñộng của quạt gió kĩ thuật. Bùn ñược làm giàu nitơ,
photpho và carbon cùng với cặn lắng xung quanh và sự tích luỹ này ñược kết
hợp với sự phân huỷ kị khí và thải ra amôni, sunfua hữu cơ và hidro sulfit.
Thức ăn tôm và bùn ao bị rửa trôi là nguồn chính của các chất thải hữu cơ
(khoảng 22 tấn/ha.vụ nuôi). Khoảng 78 – 79% của tổng nitơ và 92-95% tổng
photpho cho vào ao bị thải ra môi trường. Các nghiên cứu này cũng ước tính
tải trọng tổng nitơ khoảng 57,3 ñến 118,1kg và tổng photpho khoảng 13 ñến
24,4kg/tấn tôm thu hoạch ñối với tỉ lệ biến chuyển thức ăn lần lượt là 1,2:1 và
2,1:1. Tính toán này cho thấy rằng, khoảng 63-78% nitơ tổng và 76-86%
photpho tổng ñược bổ sung vào ao ñã bị mất ñi vào hệ sinh thái ao hoặc thải
bỏ vào môi trường.
Nhìn chung, mô hình nuôi tôm thâm canh ở Việt Nam ñã ñi vào thực
tiễn nuôi trồng của bà con nông dân vùng nuôi trồng thuỷ sản. Tuy nhiên, một
thực tế là việc nuôi thâm canh chỉ tiến hành liên tục ñược 2 – 3 vụ, sau ñó môi
trường các ao nuôi bị ô nhiễm rất nặng, gây thiệt hại lớn cho người nông dân.
Nhiều trang trại dẫn ñến phá sản bởi tôm chết, tôm mắc bệnh, ô nhiễm môi
trường gia tăng, phú dưỡng ao nuôi kéo dài và xuất hiện nhiều loài tảo ñộc
hại.
Theo nghiên cứu của Nguyễn Hữu Thọ, 2007 về ô nhiễm ao nuôi tôm
thâm canh, các kết quả cho thấy ở Ninh Thuận hàm lượng chất hữư cơ (ORS)
trong ñất ao rất cao, vượt tiêu chuẩn ñất mặn tự nhiên từ 4,89 ñến 6,1 lần, môi

8

trường vùng nuôi thuộc loại ô nhiễm rất nặng. Chất hữu cơ chủ yếu từ các
nguồn thức ăn, xác ñộng thực vật…Trong môi trường nước, nghiên cứu cũng
phát hiện hàm lượng nitơ hữu cơ hoà tan trong vùng nuôi tôm thâm canh từ
0,867 tời 1,956 mg/l, cao nhất ở vùng Sóc Trăng. Nguồn nitơ hữu cơ chủ yếu
từ các chất dinh dưỡng chưa phân huỷ hoàn toàn [6].
Ô nhiễm trong nuôi tôm thâm canh ñang là một vấn ñề lớn trong nuôi
trồng thuỷ sản. Khi hàm lượng chất thải dinh dưỡng quá nhiều gây ô nhiễm
môi trường nước ao nuôi, thực vật phù du phát triển mạnh kèm theo nhiều
loài sản sinh ñộc tố trong môi trường. Hiện tượng này thường thấy ở các ñầm
nuôi tôm thâm canh khi không có sự kiểm soát ô nhiễm từ dinh dưỡng phát
sinh. Nghiên cứu trong các ñầm ao nuôi trồng thuỷ sản, Chu Văn Thuộc, 2006
ñã phát hiện loài vi khuẩn lam Oscillatoria lemmermanii ñạt mật ñộ cao tại
các ao nuôi tôm và kênh dẫn nước vào mùa mưa. Mật ñộ tế bào vi khuẩn lam
Aphanizomenon flos-aquae rất cao, khoảng 2-6 triệu tb/L trong các ao nuôi
tôm ở Nghệ An [7].
Trong các trang trại nuôi tôm tại Mexico, thực vật phù du rất phong
phú. Với kiểu nuôi thâm canh và bán thâm canh ở ñây, loài VKL
Synechocystis diplococcus là loài chiếm ưu thế (>88.9%), tiếp theo ñó là
Peridinium trochoideum (Scrippsiella trochoidea), Prorocentrum minimum
và Gymnodinium spp. (dinoflagellates). Sự xuất hiện hiện tượng nở hoa của
tảo hai roi và các loài thuộc tảo lam, tảo silíc , tảo lục dẫn ñến thiệt hại về
kinh tế trong ngành công nghiệp thuỷ sản, gây nhiễm ñộc tôm bởi các ñộc tố.
Ở Trung Quốc, thiệt hại kinh tế trong nuôi tôm thâm canh bởi loài tảo
Alexandrium tamarense (Gonyaulax tamarensis) và Gymnodinium; ở
Malaysia, là loài Hornellia (Chattonella) và Pyrodinium bahamense var.
compressum; ở Việt nam là loài Nitzchia navis-varingica; ở Ecuador là loài
Gyrodinium instriatum; và ở New Mexico là loài VKL S. diplococcus,
Schizothrix calcicola, và tảo hai roi P. minimum, Gymnodinium catenatum từ

9

nguồn nước cung cấp cho ao nuôi. Tất cả các thiệt hại trong ñầm ao tôm khi
có sự nở rộ của thực vật phù du là rất to lớn, ảnh hưởng ñến chất lượng và ñời
sống của tôm nuôi [9].

1.2. Sinh trưởng của các loài tảo ñộc, hại và ảnh hưởng của chúng tới
năng suất, chất lượng thuỷ sản
Thực vật phù du là những sinh vật sử dụng chất vô cơ trong ao nuôi làm
nguồn thức ăn (autotrophs). Ban ngày dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời,
thực vật phù du (tảo) cần CO
2
ñể dùng làm nguyên liệu trong quá trình quang
hợp, quá trình này sản xuất ra oxy. Nhưng khi không có ánh nắng, trời mưa
hoặc vào ban ñêm, tảo vẫn phải dùng oxy ñể hô hấp.
Vi tảo trong các hệ sinh thái thuỷ vực, ngoài chức năng là những sinh
vật sản xuất tạo ra năng suất sơ cấp, chúng còn là nguồn dinh dưỡng chủ yếu
của nhiều loài ñộng vật phù du, ấu trùng giáp xác, ñộng vật thân mềm, cá,
tôm…Phần lớn các loài vi tảo là có lợi, tuy nhiên một số loài vi tảo có hại cho
môi trường do bản thân chúng có khả năng sản sinh ra ñộc tố nhưng khi phát
triển với mật ñộ cao hoặc giai ñoạn tàn lụi lại gây hiện tượng thiếu oxy hoà
tan hoặc làm tăng hàm lượng amoniac trong nước…và từ ñó gây hại cho các
thủy sinh vật khác.
Hầu hết các loài vi tảo biển nở hoa thường ñưa ñến hậu quả làm cho
môi trường xấu ñi, hàm lượng oxy hòa tan suy giảm nhanh chóng, gây ảnh
hưởng nghiêm trọng ñến ñời sống thủy sinh vật. Tảo chết và chìm xuống ñáy
thủy vực và bị phân hủy bởi các vi sinh vật khác ñặc biệt là vi khuẩn. Kết quả
gây nên hiện tượng thiếu ôxy trong các tầng nước làm chết các loài thủy sản.
Quá trình này làm thay ñổi thành phần hóa học trong nước, gây tăng các khí
ñộc. ðến nay, các nhà khoa học ñã xác nhận có khoảng trên 300 loài vi tảo ñã

hình thành sự nở hoa làm thay ñổi màu nước. Trong ñó có khoảng 1/4 loài (70
- 80 loài) gây hiện tượng nở hoa có khả năng sản sinh ñộc tố ñang là mối ñe
10
dọa ñến khu hệ ñộng vật và thực vật tự nhiên ở nước, ảnh hưởng ñến nuôi
trồng thủy sản và sức khỏe của con người [30]. Nguyên nhân chính là do ñộc
tố tảo có thể ñược tích lũy trong vài loài ñộng vật thân mềm sò, ốc hay cá…
và không bị phá hủy trong quá trình ñun nấu, không ảnh hưởng ñến mùi vị
của thực phẩm. Do vậy, cả ngư dân cũng như người tiêu dùng khó có thể xác
ñịnh ñược các thực phẩm biển bị nhiễm ñộc do tảo gây ra.
Loài tảo sợi có hại cho tôm và ảnh hưởng ñến năng suất nuôi trồng thuỷ
sản chủ yếu là nhóm Oscillatoria sp và Anabaena sp. ðặc biệt hơn, loài tảo
gây váng nổi trên mặt nước như các loài thuộc chi Microcytis sẽ làm cho tôm
có mùi tanh bùn và mùi hôi, ñồng thời chi tảo này còn là nhóm thải ra chất
nhờn ở màng bọc của tế bào, có thể gây ra sự tắc nghẽn ở mang tôm. Khi
chúng bùng phát sẽ làm cho nước có ñộ pH cao và làm cho hàm lượng oxy
giảm thấp vào sáng sớm. Trong nuôi trồng thuỷ sản nói chung và các ao nuôi
tôm thâm canh nói riêng, ô nhiễm ñáng kể và lâu dài nhất phải kể ñến nhóm
Dinoflagellate mang ñộc tố như Alaxandium sp., Gonyaulax sp…Những loại
này mang ñộc tố PSP và DSP khi phát triển cực ñại trong ao nuôi, ñộc tố sẽ
gây cho tôm chết. Ngoài ra, một số tảo là nguồn thức ăn trong nuôi trồng thuỷ
sản như Chaetoceros sp., Skeletonema sp., thường làm màu nước dễ thay
ñổi bởi vòng ñời của chúng tương ñối ngắn, nên việc quản lý màu nước rất
khó [26].
Sự nở hoa của nhiều loài thực vật phù du thuộc các nhóm khác nhau có
thể làm cho cá, tôm chết hàng loạt dẫn ñến thiệt hại lớn về kinh tế [39]. Tại
một số ao nuôi tôm bán thâm canh, ảnh hưởng của nở hoa của vi tảo sau khi
tăng cường phân bón ñến sự phát triển của tôm ñược Cortes – Altamirano &
Licea – Duran ghi nhận năm 1999. Ngoài ra, nở hoa của VKL xuất hiện các
ñốm nâu ở tôm gây ảnh hưởng không nhỏ ñến sản lượng nuôi trồng, ñây là
trường hợp quan sát ở Ecuador [75]. Sự phát triển bùng phát của thực vật phù

du trong các ñầm ao nuôi tôm, cá ñược ghi nhận khá thường xuyên ở nhiều